生态护坡中植被根系的力学分析

伴随着世界范围内高速公路、铁路、水利建设的兴起，采用绿色植被进行生态护坡被越来越多的国家所重视。由于传统的大型土工建设经常有大量的开挖，造成大量的裸露土坡和岩石边坡，所以导致了严重的水土流失和生态环境失衡。植被护坡被誉为有“生命”的防护。它是一种利用植被涵水固土的原理稳定岩石边坡的同时美化生态环境的新技术，是涉及岩土工程学、恢复生态学、植物学等多学科于一体的综合工程技术。目前对植被护坡技术的研究集中在对施工工艺以及水土保持学上，忽略了坡面植物根系的工程力学行为，导致理论远远落后于技术应用的发展。因此，开展植被根系对边坡力学效应的研究是非常必要的。 本文在收集、分析大量国内外资料的基础上，首先阐述了生态护坡中植物防护的理论知识，然后以生态护坡中植被根系的力学作用为研究对象，对植物根系本身特征和加固边坡表层的作用进行了分析。 取得的主要成果如下： (1)经过实地踏勘和取样，通过室内抗拉力学试验说明了根系长度、根系截面积和群根作用同抗拉强度间的关系。试验表明，根系的抗拉强度随长度的增长而递减梯度较小而相关度较弱。同时，试验发现不论长根或短根，根系抗拉强度与根系数量成正相关关系； (2)进行大量室内直剪试验，选取不同含根量土体，测定其c、φ值，与无根系分布土的c、φ值进行比较，通过c、φ值的变化得到根系分布密度对土增加的抗剪强度的影响。结果发现少量根的存在就会提高土层的抗剪强度从而对边坡的稳定性产生很大的影响； (3)改良试验设备，模拟降雨试验探讨植物根系在不同情况下对土壤抗冲刷性能都有所明显的提高，同时又发现植物根系对土壤抗冲刷性能的提高又与边坡的坡度、土壤含根量、土质情况等诸多因素有关。